JP2803592B2 - Combined plant - Google Patents

Combined plant

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JP2803592B2
JP2803592B2 JP7096504A JP9650495A JP2803592B2 JP 2803592 B2 JP2803592 B2 JP 2803592B2 JP 7096504 A JP7096504 A JP 7096504A JP 9650495 A JP9650495 A JP 9650495A JP 2803592 B2 JP2803592 B2 JP 2803592B2
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nox
gas turbine
unit
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combined plant
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臣次 松浦
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は複数のガスタービン,排
熱回収ボイラとその排ガス系に設置されたアンモニア注
入式脱硝装置より構成されるコンバインドプラントに係
り、特に、ガスタービン起動時に系列より排出するNO
xを低減するコンバインドプラントに関する。 【0002】 【従来の技術】コンバインドプラントのNOx低減対策
としてガスタービンでは蒸気噴射法,低NOx燃焼器の
採用があり、排熱回収ボイラではアンモニア注入による
乾式接触還元法を用いた脱硝装置を使ってNOxの低減
を図っている。この種の装置として関連するものには、
例えば、特公昭59−32645 号公報がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】一般に、コンバインド
プラントは、小容量のユニットを複数組み合わせて一系
列を構成する。そこで、NOxは系列全体としてのNO
x、つまり、各ユニット毎に排出されるNOxの合計が
規制値以下となるように制御しなければならない。 【0004】ところで、コンバインドプラントでは、負
荷変化はガスタービンの台数切換により行う。また、そ
の運転形態は、DSS(Daily start & stop)運転が主
流でありガスタービンの起動停止が頻繁に行われる。 【0005】最近、ガスタービンの起動時にも、NOx
規制値を守ることが問題視され始めた。しかし、ガスタ
ービン起動時には、先のNOx低減対策が十分機能せ
ず、ユニットの起動時NOx特性は図5に示すように、
あるピークを生じた後、定常となる特性を示す。このピ
ーク値の低減対策として、ガスタービンを40%前後の
回転数で一定時間保持する手段が提案されている。しか
し、このようなユニット起動時、NOx特性をもつ、ガ
スタービンを起動する際、起動ケース、つまり、先行運
転ユニット数と追加起動ユニット数の組み合わせによっ
ては、系列より排出されるNOx総排出値のピーク値が
規制値を越えてしまう場合が生じる。 【0006】本発明の目的は、ガスタービン起動
に、系列より排出されるNOx総排出値が規制値を越え
ないように、NOxを低減するコンバインドプラントを
提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明はガスタービンを
起動する際に、先行運転中のユニットがある場合には、
先行運転中のユニットのNOx設定値を再設定し、その
結果により、アンモニア注入量を制御することによって
系列より排出されるNOx総排出値を規制値以下に押え
ることを特徴とする。 【0008】本発明の第二の特徴は、追加起動するガス
タービンを40%前後の回転数で保持し、その回転数保
持時間を系列から排出されるNOx総排出値から決定す
る制御系を設けたことにある。 【0009】第三の特徴は、追加起動するガスタービン
の起動間隔を系列より排出されるNOxの総排出値から
決定する制御系をもつことにある。 【0010】さらに、第四の特徴は、追加起動するガス
タービンを40%前後の回転数で保持する保持時間と起
動間隔の両方を系列より排出されるNOx総排出値から
決定する制御系をもつことにある。 【0011】 【作用】起動されるガスタービンのNOx排出量を運転
しているガスタービンのNOx排出量を低減することに
より、排出量を規準値とすることができる。 【0012】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。 【0013】ガスタービン1は圧縮空気を作るためのコ
ンプレッサ2とこのコンプレッサからの圧縮空気と燃料
とを混合して燃焼ガスを作るための低NOx燃焼器3,
燃焼ガスにより作動するガスタービン4からなってお
り、タービン軸には発電機5と蒸気タービン7が連結さ
れている。 【0014】ガスタービン4で仕事をした燃焼ガスは排
熱回収ボイラ6に送られ、この排熱回収ボイラ6内では
蒸気タービン7を駆動するための蒸気が作られる。 【0015】蒸気タービン7で仕事をした蒸気は、復水
器8で復水され、この復水はボイラ給水ポンプ9により
排熱回収ボイラ6内に送られ、排ガスと熱交換されて蒸
気となる。発生した蒸気は、再び、蒸気タービン7に送
られる。 【0016】なお、排熱回収ボイラ6内には脱硝装置1
0が設けられ、この脱硝装置10にはアンモニア注入ポ
ンプ11からのアンモニアがアンモニア流量調節弁12
を介して注入される。このアンモニア流量調節弁12は
ユニットNOx制御装置13からの指令によって開閉す
る。 【0017】低NOx燃焼器3には燃料が燃料流量発信
器14を介して送られ、その信号はユニットNOx制御
装置13に送られる。 【0018】また、排熱回収ボイラ6の出口の排ガスに
含有するNOx濃度はユニットNOx濃度発信器15で検
出され、その検出信号はユニットNOx制御装置13に
送られる。さらに、脱硝装置10の入口ガス温度が温度
発信器16で検出され、その検出信号もユニットNOx
制御装置13に送られる。 【0019】以上を一つのユニット17とし、複数のユ
ニットから排出された排ガスは煙突18に集められ、プ
ラントの排ガスとして煙突18より排出される。 【0020】各ユニットNOx制御装置13は系列全体
のNOxを制御する系列NOx制御装置19に接続され
ている。 【0021】図2を参照してユニットNOx制御装置1
3について説明する。 【0022】ユニットNOx制御装置13は、系列NO
x制御装置19から送られてくるNOx設定値、及び
Ox濃度発信器15から送られてくるNOx濃度に
りアンモニア流量調整弁12を開閉する。また、先行運
転中のユニットでは、燃料流量発信器14から排ガス量
21を演算し、追加起動予定のユニットでは脱硝装置入
口ガス温度から起動モード22(ホットスタート・ウォ
ームスタート・コールドスタート)を演算する。これら
の演算された信号及びNOx濃度発信器15が系列NO
x制御装置19に送られる。 【0023】図3を参照して系列NOx制御装置19に
ついて説明する。 【0024】系列NOx制御装置19では、追加起動ユ
ニット数23が与えられると各ユニットNOx制御装置
13に対して脱硝効率、あるいは、リークアンモニア濃
度から決定される最も低いNOx設定値20を送る。先
行運転ユニットのNOx濃度発信器15及び排ガス量2
1から先行運転ユニット全体の実NOx値が演算され
る。この値とNOx規制値との差から追加起動ユニット
全体の排出可能なNOx値が計算される。この値と追加
起動ユニット数23及び各起動モード22より追加起動
ユニットの起動間隔24、あるいは、40%回転数保持
時間25が演算され優先評価を行いユニット制御装置2
6(図1)に送られる。ユニット制御装置26ではこれ
にもとづきユニットの起動が行われる。 【0025】全ユニットの起動が終了すると、系列NO
x制御装置19は、演算された実NOx値が規制値以下
となるように、各ユニットのNOx設定値20を演算
し、ユニットNOx制御装置13に送る。 【0026】次に、作用について説明する。ここでは先
行運転ユニットが四台あるところに二台追加起動する場
合を例として図1ないし図4を用いて説明する。 【0027】まず、追加起動ユニット数二台を示す信号
23が系列NOx制御装置19に送られると、先行運転
中の四台のユニットNOx制御装置13に対して、脱硝
効率、あるいは、排熱回収ボイラ6から未反応のまま放
出されるリークNH3 の値によって決められる最低のN
Ox設定値20が送られる。これを受けて各ユニットN
Ox制御装置13はアンモニア流量調節弁12を調節し
排熱回収ボイラ出口NOx濃度発信器15がこれになる
ように制御する。このようにして先行運転ユニットNO
xを低減する。 【0028】また、系列NOx制御装置19では、追加
起動ユニットのスケジュール計算を行い、起動ユニット
に起動時間24、あるいは、40%回転数保持時間25
をユニット制御装置26に送る。これによって、ユニッ
トの起動が行われる。 【0029】二台目の起動が終了した時点で、NOx設
定値20は最低値より解除され、先に、NOx低減をし
ていた先行運転ユニットを含め、全てのユニットが、系
列から排出されるNOx総排出値と規制値との偏差によ
って制御される。 【0030】以上の例は、一軸型コンバインドプラント
を例にとったが、複数のガスタービンとそれより少ない
数の蒸気タービンで構成される多軸型コンバインドプラ
ントに適用してもよい。 【0031】 【発明の効果】本発明によれば、ガスタービン起動時に
系列より排出されるNOx総排出値を規制値以下に抑え
ることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a plurality of gas turbines,
Ammonia injection installed in heat recovery boiler and its exhaust gas system
Involved in a combined plant composed of in-line denitration equipment
In particular, when starting the gas turbine, NO
The present invention relates to a combined plant for reducing x. [0002] 2. Description of the Related Art NOx reduction measures for combined plants
In gas turbines, steam injection, low NOx combustor
It is adopted, and the waste heat recovery boiler uses ammonia injection
NOx reduction using denitration equipment using dry catalytic reduction method
Is being planned. Related to this type of device are:
For example, there is JP-B-59-32645. [0003] SUMMARY OF THE INVENTION Generally, a combined
The plant is a system that combines multiple small-capacity units.
Configure columns. Therefore, NOx is NO as the entire series.
x, that is, the sum of NOx emitted for each unit is
It must be controlled to be below the regulation value. By the way, in a combined plant, a negative
Load change is performed by switching the number of gas turbines. Also,
Operating mode is mainly DSS (Daily start & stop) operation
It is a flow and the start and stop of the gas turbine are frequently performed. Recently, even when the gas turbine is started, NOx
Observing regulatory values has begun to be viewed as a problem. But Gusta
-When starting the bin, the NOx reduction measures
The starting NOx characteristics of the unit are as shown in FIG.
After a certain peak is generated, the characteristic becomes steady. This pic
As a measure to reduce the peak value, the gas turbine
Means for maintaining the rotation speed for a certain period of time have been proposed. Only
However, when starting such a unit, the gas having NOx characteristics
When starting the turbine, the startup case,
Depending on the combination of the number of transfer units and the number of additional activation units.
Therefore, the peak value of the total NOx emission value
In some cases, the regulation value may be exceeded. An object of the present invention is to provide a gas turbineofStart-upTime
In addition, the total NOx emission value from the series exceeds the regulation value
Combined plan to reduce NOxTo
To provide. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a gas turbine.
When starting, if there is a unit that is running ahead,
PrecedingReset the NOx set value of the operating unit, and
Depending on the result, by controlling the ammonia injection amount
Keep the total NOx emission value from the system below the regulation value
It is characterized by that. [0008] A second feature of the present invention is that an additional starting gas is used.
The turbine is held at a rotation speed of about 40%, and the rotation speed is maintained.
Determine the holding time from the total NOx emission value emitted from the series
Control system. A third feature is that the gas turbine is additionally started.
From the total emission value of NOx emitted from the series
The point is to have a control system to decide. [0010] Further, a fourth feature is that the gas to be additionally activated is provided.
The holding time and starting time for holding the turbine at a rotation speed of about 40%
Both dynamic intervals are calculated from the total NOx emissions from the series.
The point is to have a control system to decide. [0011] [Operation] Operate the NOx emission of the gas turbine to be started
To reduce NOx emissions from gas turbines
Than,TotalEmissions can be taken as reference values. [0012] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
You. The gas turbine 1 has a core for producing compressed air.
Compressor 2 and compressed air and fuel from this compressor
And low NOx combustor for producing combustion gas by mixing
Composed of a gas turbine 4 operated by combustion gas
The generator 5 and the steam turbine 7 are connected to the turbine shaft.
Have been. The combustion gas that has worked in the gas turbine 4 is exhausted.
Sent to the heat recovery boiler 6,
Steam for driving the steam turbine 7 is produced. The steam that has worked in the steam turbine 7 is condensed
The condensate is condensed by a boiler feed pump 9
It is sent into the waste heat recovery boiler 6 and exchanges heat with
I am worried. The generated steam is sent to the steam turbine 7 again.
Can be In the exhaust heat recovery boiler 6, a denitration device 1 is installed.
The denitration apparatus 10 is provided with an ammonia injection port.
The ammonia from the pump 11 is supplied to the ammonia flow control valve 12
Is injected through. This ammonia flow control valve 12
Open / close by command from unit NOx control device 13
You. The fuel is transmitted to the low NOx combustor 3 at a fuel flow rate.
Sent through the unit 14 and its signal is controlled by the unit NOx control.
It is sent to the device 13. The exhaust gas at the outlet of the exhaust heat recovery boiler 6
The contained NOx concentration is detected by the unit NOx concentration transmitter 15.
And the detection signal is sent to the unit NOx controller 13.
Sent. Further, the gas temperature at the inlet of the denitration device 10 is
Detected by the transmitter 16 and the detection signal is also output from the unit NOx
It is sent to the control device 13. The above is defined as one unit 17 and a plurality of units
Exhaust gas discharged from the knit is collected in the chimney 18 and
It is discharged from the chimney 18 as the exhaust gas of the runt. Each unit NOx control device 13 is a
Connected to the NOx control device 19 for controlling the NOx of the
ing. Referring to FIG. 2, unit NOx control device 1
3 will be described. The unit NOx control device 13
NOx setting sent from x control device 19value,as well as,
NOx concentration transmitter 1NOx concentration sent from 5Yo
The ammonia flow control valve 12 is opened and closed. In addition, advance luck
In the rotating unit, the amount of exhaust gas is
21 is calculated, and the unit scheduled to be started up additionally has a denitration device.
Start mode 22 (hot start
(Cold start / cold start). these
Is calculated and the NOx concentration transmitter 15 has the series NO.
It is sent to the x control device 19. Referring to FIG. 3, the system NOx control device 19
explain about. In the system NOx control device 19, an additional starting unit
Given the knit number 23, each unit NOx control device
Denitration efficiency or leak ammonia concentration
The lowest NOx set value 20 determined from the degree is sent. Destination
NOx concentration transmitter 15 and exhaust gas amount 2 of the line operation unit
The actual NOx value of the entire preceding operation unit is calculated from 1
You. From the difference between this value and the NOx regulation value,
The total exhaustable NOx value is calculated. This value and addition
Additional startup from the number of startup units 23 and each startup mode 22
Unit startup interval 24 or 40% rotation speed retention
The time 25 is calculated, the priority evaluation is performed, and the unit controller 2
6 (FIG. 1). The unit controller 26
The unit is activated based on this. When the activation of all units is completed, the series NO
The x control device 19 determines that the calculated actual NOx value is equal to or less than the regulation value.
Calculates the NOx set value 20 of each unit so that
Then, it sends it to the unit NOx control device 13. Next, the operation will be described. Here is the destination
When two additional operation units are started when there are four line operation units
An example will be described with reference to FIGS. First, a signal indicating that the number of additional activation units is two
When 23 is sent to the series NOx control device 19,
Denitration of the four middle unit NOx control devices 13
Efficiency or release from the waste heat recovery boiler 6 unreacted
Leaked NHThreeN determined by the value of
The Ox set value 20 is sent. In response, each unit N
The Ox control device 13 controls the ammonia flow control valve 12
This is the exhaust heat recovery boiler outlet NOx concentration transmitter 15.
Control. Thus, the preceding operation unit NO
x is reduced. In the system NOx control device 19, an additional
Calculate the schedule of the start unit, and
Starting time 24 or 40% rotation speed holding time 25
To the unit controller 26. This allows the unit
Is started. At the time when the startup of the second unit is completed, the NOx setting
The fixed value 20 is released from the lowest value, and NOx is reduced first.
All units, including the preceding operation unit,
Due to the deviation between the total NOx emission value and the regulation value
Is controlled. The above example is a single-shaft combined plant.
Example, but with multiple gas turbines and less
Multi-shaft combined plug consisting of several steam turbines
May be applied to the client. [0031] According to the present invention, when starting the gas turbine,
NOx total emission value from series is kept below regulation value
Can be

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例のプラントの基本構成図。 【図2】本発明のユニットNOx制御装置の構成図。 【図3】本発明の系列NOx制御装置の構成図。 【図4】本発明の系列から排出されるNOxの特性図。 【図5】ユニットから排出される起動時NOx特性図で
ある。 【符号の説明】 1…ガスタービン、6…排熱回収ボイラ、12…アンモ
ニア流量調節弁、13…ユニットNOx制御装置、14
…燃料流量発信器、15…NOx濃度発信器、16…温
度発信器、17…ユニット、19…系列NOx制御装
置。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a basic configuration diagram of a plant according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a unit NOx control device of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram of a series NOx control device of the present invention. FIG. 4 is a characteristic diagram of NOx discharged from the series of the present invention. FIG. 5 is a graph showing NOx characteristics at the time of startup discharged from the unit. [Description of Signs] 1 ... Gas turbine, 6 ... Exhaust heat recovery boiler, 12 ... Ammonia flow control valve, 13 ... Unit NOx control device, 14
... Fuel flow transmitter, 15 ... NOx concentration transmitter, 16 ... Temperature transmitter, 17 ... Unit, 19 ... Series NOx control device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.複数のガスタービン、複数の排熱回収ボイラおよび
蒸気タービンを有し、前記ガスタービンの排ガス系統に
アンモニアを注入してNOxを低減するコンバインドプ
ラントにおいて、 スタービンを追加起動する際に、運転中のガスタービ
ンのNOx設定値を再設定し、その結果により、アンモ
ニア注入量を制御する制御装置を有することを特徴と
するコンバインドプラント。 2.請求項1において、前記制御装置は、追加起動する
ガスタービンを40%前後の回転数で保持し、その回転
数保持時間を全ガスタービンのNOx総排出制限値から
決定して制御することを特徴とするコンバインドプラン
ト。 3.請求項1において、前記制御装置は、追加起動する
ガスタービンの起動間隔を全ガスタービンのNOx総排
出制限値から決定して制御することを特徴とするコンバ
インドプラント。 4.請求項1において、前記制御装置は、追加起動する
ガスタービンを40%前後の回転数で保持する保持時間
と起動間隔の両方を全ガスタービンのNO総排出制
限値から決定して制御することを特徴とするコンバイン
ドプラント。
(57) [Claims] In a combined plant that has a plurality of gas turbines, a plurality of exhaust heat recovery boilers, and a steam turbine, and injects ammonia into an exhaust gas system of the gas turbine to reduce NOx, when a gas turbine is additionally started, the operation is performed during operation . reconfigure the NOx setpoint of the gas turbine, the result, combined plant and having a control device for controlling the injection amount of ammonia. 2. According to claim 1, wherein the control device, characterized in that the additional starting the gas turbine which was maintained at around 40% rotational speed is controlled by determining the rotational speed holding time from the NOx total emission limit value of the total gas turbine Combined plant. 3. According to claim 1, wherein the control device, combined plant and controls to determine the initiation interval of a gas turbine to add boot from the NOx total emission limit value of the total gas turbine. 4. According to claim 1, wherein the controller controls to determine both the retention time and the initiation interval of holding at a rotation speed of around 40% of the gas turbine to add activated from the NO x total emission limit value of the total gas turbine Combined plant characterized by that.
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